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TitreOverflow generation for icing formation: A conceptual model
AuteurMorse, P D
Source2016 Yellowknife Geoscience Forum, abstract and summary volume; par Irwin, D; Gervais, S D; Terlaky, V; Northwest Territories Geological Survey, Yellowknife Geoscience Forum Abstract and Summary Volume 2016, 2016 p. 48-49 (Accès ouvert)
LiensOnline - En ligne (complete volume - volume complet, PDF, 1.72 MB)
Année2016
Séries alt.Secteur des sciences de la Terre, Contribution externe 20160259
ÉditeurCommission géologique des Territoires du Nord-Ouest (Yellowknife, Canada)
Réunion44th Annual Yellowknife Geoscience Forum; Yellowknife, NT; CA; Novembre 15-17, 2016
Documentpublication en série
Lang.anglais
Mediapapier
Formatspdf
Sujetsnappe phréatique; glace; Nature et environnement
ProgrammeInfrastructures terrestres, Géosciences de changements climatiques
Résumé(non publié)
Les aufeis (aussi appelés glaçages ou naled) se forment en hiver par le gel des eaux qui débordent sur des surfaces gelées (sol ou glace). La formation d'aufeis est plus courante dans les régions à pergélisol, sans toutefois y être limitée. Les eaux qui en sont responsables peuvent suinter de la couche active, s'écouler d'une source, émerger du chenal d'un ruisseau ou provenir d'une combinaison de ces diverses possibilités. Peu importe l'origine de l'eau, des aufeis se forment lorsque les conditions limites de l'aquifère source sont confinées et que les conditions hivernales sont suffisantes pour que le front de gel dans le sol atteigne la nappe phréatique et qu'elles entraînent aussi le gel de tout écoulement de trop-plein. Si le front de gel atteint la nappe phréatique, l'eau peut se déplacer vers les zones non saturées et non gelées pour être emmagasinées. Lorsque la table de gel entre en contact avec la nappe phréatique, il se crée des conditions d'écoulement fermé qui entraînent une montée hydrostatique du niveau de l'eau. Si le niveau hydrostatique s'élève au-dessus de la surface (du sol ou de la glace), un aufeis se forme. Avec la poursuite de l'approfondissement du gel au cours de l'hiver, le niveau de la nappe phréatique s'élève progressivement, mais le niveau fluctue rapidement en fonction de changements à court terme de la température de l'air. Suite à un intervalle de temps froid, le niveau descend, mais la hausse subséquente de la température de l'air est suivie d'un accroissement de la charge hydrostatique et la valeur maximale atteinte est supérieure à celle du précédent niveau maximal. Une exfiltration (débordement), souvent accompagnée d'un mouvement vertical du sol ou de la glace, coïncide avec le niveau hydrostatique maximal. La valeur de base hydrostatique de chaque déclin successif augmente, de la même façon qu'augmentent les valeurs maximales successives. En outre, en raison de morts-terrains peu épais, d'importantes fluctuations de la pression d'eau peuvent se produire en raison de la charge barométrique, de chutes de neige, d'aufeis dans les cours d'eau adjacents, mais peuvent aussi résulter de l'expansion et de la contraction thermiques des morts-terrains. Dans le présent article, nous suggérons que, puisque ces changements de pression sont rapides et reliés aux fluctuations de la température de l'air, le mécanisme d'entraînement prend sa source près de la surface, d'une manière analogue aux changements de pression observés dans la glace de lac. Les fractures de contraction thermique qui se forment sur la surface gelée des lacs lors d'intervalles de temps froid se remplissent par la base par de l'eau qui gèle en place et accroît la masse de glace. En raison de cet accroissement, l'expansion de la glace lors d'un intervalle de réchauffement s'applique à un volume de glace plus grand que celui de la contraction précédente. Cet accroissement volumétrique mène à une augmentation de la pression interne de la glace puisque la nappe de glace est confinée (pas l'eau sous-jacente). Dans de grands lacs, ceci mène à la formation de crêtes de pression. Dans des systèmes à écoulement en circuit fermé, de faibles changements du volume d'eau entraînent de fortes variations de pression. On peut donc émettre l'hypothèse que dans des systèmes d'écoulement en circuit fermé, l'infiltration de fractures de contraction thermique dans la glace ou le sol gelé saturé par de l'eau provenant de la zone non gelée pourrait entraîner la charge hydrostatique (volume d'eau) lors d'intervalles de temps froid. L'expansion subséquente du mort-terrain gelé à masse augmentée mènera à un accroissement d'ensemble du volume et de la pression dans les conditions limites supérieures. Lorsque la pression de la limite supérieure augmente, il en va de même de la pression de l'eau confinée, ce qui mène à une exflitration (c.-à-d. à la formation d'aufeis) ou au soulèvement de la surface (ou de l'injection de glace) là où le mort-terrain est moins résistant.
Résumé(Résumé en langage clair et simple, non publié)
Les glaçages (aussi appelés aufeis ou naled) se forment en hiver par le gel des eaux souterraines qui débordent sur des surfaces gelées (de sol et/ou de glace). Le développement de glaçage est plus fréquent dans les régions de pergélisol mais ne s'y limite pas. Le débordement est provoqué lorsque la pression de l'eau en profondeur varie en fonction de changements de grande amplitude mais à court terme dans la température de l'air. Toutefois, le mécanisme reliant ces deux paramètres est méconnu. Nous présentons ici un modèle conceptuel basé sur l'hypothèse que : les changements de pression sont rapides et sont liés aux fluctuations de température de l'air; le mécanisme d'entraînement provient près de la surface; et le processus est analogue aux changements de pression observés dans la glace de lac.
GEOSCAN ID299416